汽车服务工程专业第三章配气机构

第三章配气机构概述配气相位配气机构的主要零部件可变进气系统§3.1 概述一、功用： 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。二、充气效率：

在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。ηv=M/M0 M——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；

Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。三、配气机构的布置型式：1、气门顶置式：组成：工作过程

特点：气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑，工艺性好，充气阻力小，具有良好的抗爆性和高速性，易于提高发动机的动力性和经济性指标。2、气门侧置式进排气门都布置在气缸的一侧，结构简单、零件数目少。气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。四、凸轮轴的布置型式：1、凸轮轴下置：

不利因素：凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。

有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间的传动装置，有利于发动机的布置。2、凸轮轴中置式：

传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。

应用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。凸轮轴挺柱活塞摇臂调整螺钉3、凸轮轴上置式： 应用：高速发动机桑塔纳轿车发动机凸轮轴凸轮轴活塞特点：凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运动的惯量减少。双凸轮轴上置式发动机五、凸轮轴的传动方式：1、齿轮传动：凸轮轴下置、中置式配气机构大多数采用圆柱正时齿轮传动。

2、链传动和同步带传动：六、气气门数数目及及排列列方式式：一般发发动机机都采采用一一缸两两气门门，即即一个个进气气门和和一个个排气气门的的结构构。当当气缸缸直径径较大大，活活塞平平均线线速度度较高高时，，为保保证良良好的的换气气质量量，有有些发发动机机采用用每缸缸多气气门结结构：：三气气门，，四气气门或或五气气门结结构。。七、气气门间间隙：：1、概念念：气门间间隙：为保证证气门门关闭闭严密密，通通常发发动机机在冷冷态装装配时时，在在气门门杆尾尾端与与气门门驱动动零件件（摇摇臂、、挺柱柱或凸凸轮））之间间留有有适当当的间间隙。。气门杆杆摇臂气门间间隙气门间隙进气门0.25~0.30mm排气门0.30~0.35mm为何排排气门门间隙隙大于于进气气门间间隙？？§3.2配气相相位一、气气门从从开启启到关关闭所所经历历的曲曲轴转转角，，称为为配气相相位。10°~30°40°~80°40°~80°10°~30°上止点点下止点点配气相相位演演示二、气气门叠叠开：：气门叠叠开：：当进进气门门早开开和排排气门门晚关关时，，出现现的进进排气气门同同时开开启的的现象象。气门叠叠开角角：气气门同同时开开启的的角度度（+）。排气过过程进气过过程可变配配气定定时机机构：功用：使高高速和和低速速都能能得到到最佳佳的配配气定定时。。转速高高时：：进气气门早早开，，晚关关。转速低低时：：进气气门晚晚开，，早关关。§3.3配气机机构的的主要要零部部件一、气气门组组气门组组实物物图1、气门门：功用：：燃烧室室的组组成部部分，，是气气体进进、出出燃烧烧室通通道的的开关关，承承受冲冲击力力、高高温冲冲击、、高速速气流流冲击击。工作条条件：：A、进气气门570K~670K，排气气门1050K~1200K。B、头部部承受受气体体压力力、气气门弹弹簧力力等，，C、冷却却和润润滑条条件差差，D、被气气缸中中燃烧烧生成成物中中的物物质所所腐蚀蚀。性能：：强度和和刚度度大、、耐热热、耐耐腐蚀蚀、耐耐磨进气门门570K~670K（铬钢钢或铬铬镍钢钢）排气门门1050K~1200K（硅铬铬钢））头部杆部气门头头部的的结构构形式式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。凸顶式（球面顶）适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。凹顶式（喇叭顶）凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。气门实实物图图进气门门排气门门气门锥锥角：：气门锥锥角：：气门门头部部与气气门座座圈接接触的的锥面面与气气门顶顶部平平面的的夹角角。锥角作作用：：A、获得得较大大的气气门座座合压压力，，提高高密封封性和和导热热性。。B、气门门落座座时有有较好好的对对中、、定位位作用用。C、避免免气流流拐弯弯过大大而降降低流流速。。装配前前应将将密封封锥面面研磨磨。边缘应应保持持一定定的厚厚度，，1~3mm。气门杆杆：较高的的加工工精度度，表表面经经过热热处理理和磨磨光，，保证证同气气门导导管的的配合合精度度和耐耐磨性性气门杆杆尾部部：环形槽槽、锁锁销孔孔凹槽易断裂裂处2、气门门导管管：作用：：为气门门的运运动导导向，，保证证气门门直线线运动动兼起起导热热作用用。工作条条件：：工作温温度较较高，，约500K。润滑滑困难难，易易磨损损。材料：：用含石石墨较较多的的铸铁铁，能能提高高自润润滑作作用。。加工方方法：：外表面面加工工精度度较高高内表面面精绞绞装配：：气门杆杆与气气门间间隙0.05～0.12mm。气门导导管气缸盖盖过盈配配合卡环：：防止止气门门导管管在使使用中中脱落落。倒角伸入深深度应应适量量。锥锥度可可减少少气流流阻力力。3、气门门座：：气门座座：气缸盖盖的进进、排排气道道与气气门锥锥面相相结合的部部位。。作用：：靠其内内锥面面与气气门锥锥面的的紧密密贴合合密封封气缸缸。接受气气门传传来的的热量量。气门密密封干干涉角角：比气门门锥角角大0.5~1度的气气门座座圈锥锥角。。气门座座气门座座圈：：以较较大大过过盈盈量量镶镶嵌嵌在在气气门门座座上上的的圆圆环环。。镶嵌嵌式式气气门门座座特特点点：：优点点：：提提高高气气门门座座的的使使用用寿寿命命，，便便于于更更换换。。缺点点：：导导热热性性差差，，加加工工精精度度高高，，脱脱落落时时易易造造成成严严重重事事故故。。4、气气门门弹弹簧簧：：功用用：：使气气门门自自动动回回位位，，保保证证密密封封，，并并减减少少冲冲击击力力。材料料：：高高锰锰碳碳钢钢、、铬铬钒钒钢钢气门门弹弹簧簧的的装装配配气门门弹弹簧簧气门门弹弹簧簧座座锁片片气门关闭保证气门及时关闭、密封气门开启保证气门不脱离凸轮气门门弹弹簧簧圆柱柱形形螺螺旋旋弹弹簧簧圆柱柱等等螺螺距距弹弹簧簧不等等距距弹弹簧簧应应用用：：螺螺距距小小的的一一端端朝朝向向头头部部CA7560不等等螺螺距距弹弹簧簧安安装装时时应应注注意意什什么么问问题题？？随着着有有效效圈圈数数的的减减少少，，自自然然频频率率提提高高。。气门门弹弹簧簧防共共振振措措施施钢丝丝直直径径较较粗粗的的弹弹簧簧不等等螺螺距距弹弹簧簧安装装时时螺螺距距小小的的一一端端朝朝向向缸缸盖盖刚度度不不同同的的双双重重弹弹簧簧安安装装时时螺螺旋旋方方向向相相反反双弹弹簧簧布布置置旋向向相相反反的的两两个个弹弹簧簧，，防防止止断断裂裂的的弹弹簧簧卡卡入入另另一一弹弹簧簧应用用车车型型：：奥奥迪迪100，捷捷达达，，桑桑塔塔纳纳,广州州标标致致505气门门旋旋转转机机构构锥形形套套筒筒锁片片二、、气气门门传传动动组组：：组成成：：凸凸轮轮轴轴、、挺挺柱柱、、推推杆杆、、摇摇臂臂等等组组成成。。功用用：：定定时时驱驱动动气气门门开开闭闭，，并并保保证证气气门门有有足足够够的的开开度度和和适适当当的的气气门门间间隙隙。。凸轮轮轴轴挺柱柱推杆杆摇臂臂凸轮轮轴轴正正时时齿齿轮轮摇臂臂轴轴1、凸凸轮轮轴轴：：作用用：：驱动动和和控控制制各各缸缸气气门门的的开开启启和和关关闭闭，，使使其其符符合合发发动动机机的的工工作作顺顺序序、、配配气气相相位位和和气气门门开开度度的的变变化化规规律律等等要要求求。。工作作条条件件：：承受受气气门门间间歇歇性性开开启启的的冲冲击击载载荷荷。。材料料：：优质质钢钢、、合合金金铸铸铁铁、、球球墨墨铸铸铁铁结构构：：a.采用用多多轴轴颈颈;b.从前前向向后后依依次次减减小小凸轮轮凸轮轮轴轴轴轴颈颈驱动动分分电电器器的的螺螺旋旋齿齿轮轮凸轮轮：：工作作条条件件：：承受受气气门门弹弹簧簧的的张张力力，，间间歇歇性性的的冲冲击击载载荷荷。。凸轮轮性性能能：：表面面有有良良好好的的耐耐磨磨性性，，足足够够的的刚刚度度。。凸轮轮与与挺挺柱柱线线接接触触，，接接触触压压力力大大，，磨磨损损快快。。凸轮轮的的轮轮廓廓凸轮轮轮轮廓廓与与气气门门的的运运动动规规律律气门门开开启启点点消除除气气门门间间隙隙阶阶段段气门门升升程程最最大大时时刻刻气门门关关闭闭点点出现现气气门门间间隙隙阶阶段段缓冲冲结结束束点点同名名凸凸轮轮的的相相对对角角位位置置同一一气气缸缸的的进进、、排排气气凸凸轮轮的的相相对对角角位位置置是是与与相相应应的的配配气气相相位位相相对对应应的的。。四缸缸发发动动机机凸凸轮轮投投影影点火火顺顺序序：：1——2——4——3凸轮轮轴轴正正时时齿齿轮轮正时时标标记记装配配时时与与曲曲轴轴正正时时齿齿轮轮正正时时标标记记对对齐齐凸轮轮轴轴轴轴向向限限位位作用用斜齿齿轮轮传传动动，，防防止止凸凸轮轮轴轴工工作作时时产产生生轴轴向向位位移移（（外移移）和和承承受受斜斜齿齿轮轮产产生生的的轴轴向向力力结构构止推推凸凸缘缘+隔隔圈圈二者者之之差差即即为为间间隙隙凸轮轮轴轴的的轴轴向向定定位位：：正时时齿齿轮轮止推推板板隔圈圈（（调调节节环环））凸轮轮轴轴颈颈凸轮轮轴轴的的轴轴向向间间隙隙气缸体利用调节节环控制制轴向窜窜动窜动量凸轮轴的的驱动：：A、齿轮传传动：应应用在下下置凸轮轮轴发动动机。采采用斜齿齿齿轮。。B、链条和和齿形皮皮带传动动：链条条传动噪噪声小，，用于中中置式或或顶置式式凸轮轴轴发动机机。曲轴正时时齿形带带轮中间轴齿齿形带轮轮张紧轮凸轮轴正正时齿形形带轮作业业3-1；；3-5；什么是配配气相位位？什么是气气门间隙隙，为什什么要留留气门间间隙？2、挺柱（1）作用：：将凸轮轮的推力力传给推推杆或气气门。（2）挺柱的的分类：：菌式气门侧置式筒式气门顶置式滚轮式减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。挺柱端面面与凸轮轮的关系系锥形凸轮轮液力挺柱柱挺柱体柱塞球形支座座卡环柱塞弹簧簧单向阀单向阀架架柱塞腔挺柱体腔腔进油口进油通道道结构：性能：消除了配配气机构构的间隙隙，减小小了各零零件的冲冲击载荷荷和噪声声提高发发动机高高速时的的性能。。液力挺柱柱构造：挺柱体、、柱塞、、柱塞回回位弹簧簧、单向向阀及弹弹簧单向阀关关闭的过过程，即即相当于于消除气气门间隙隙的过程程。温度度升高，，单向阀阀关闭时时间缩短短。工作原理理：凸轮↑挺挺柱体↑↑柱塞↓↓其下部部油压↑↑单向阀阀关，气气门开；；弹簧使柱柱塞↑其下部油油压↓单向阀开开，气门门关，进进油；单向阀下下部油压压高时可可从柱塞塞与挺柱柱内的间间隙处泄泄漏到油油道内。。油压低低时可开开启单向向阀，向向其内部部补油桑塔纳发发动机液液压挺柱柱工作示示意图气门关闭闭时气门打开开时柱塞补偿弹簧簧特点：液液压挺柱柱倒置，，直接推推动气门门开启；；挺柱体体的上盖盖和圆筒筒经加工工后再用用激光焊焊接成一一体的薄薄壁零件件；单向向阀采用用钢球、、弹簧式式结构。。弹簧被压压缩斜油道单向阀凸轮气门门消除段段对应于于单向阀阀关闭段段挺柱与凸凸轮间的的最小作作用力？？3、气门推推杆：作用：将将挺柱传传来的推推力传给给摇臂。。工作情况况：是气气门机构构中最容容易弯曲曲的零件件。材料：硬硬铝或钢钢4、摇臂：：功用：将将推杆或或凸轮传传来的力力改变方方向，作作用到气气门杆端端以推开开气门。。摇臂结构构示意图图气门间隙隙调节螺螺钉调节螺母母摇臂摇臂轴套套易磨损部部位堆焊耐磨磨合金摇臂结构构示意图图润滑油道道油槽润滑油道道摇臂组示示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支支座摇臂轴紧紧固螺钉钉摇臂衬套套调整螺钉钉摇臂定位弹簧簧注意：摇摇臂轴安安装方向向桑塔纳发发动机的的配气机机构§3.4可变进气气系统一、多气气门分段段工作进进气系统统：低速时，，增强进进气涡流流；高速时，，增加进进气量；二、双进进气管分分段工作作进气系系统：小负荷时时，仅打打开副进进气道，，增加进气气流速，，改善混混合气雾雾化质量，，降低油油耗；大大负荷时时，主、副进进气管同同时打开开，增加充气效效率，提提高发动动机功率率；三、进气气管长度度及面积积可变进进气系统统：四、配气气相位可可变进气气系统：：实验表明明：进气气延迟角角对发动动机影响响最大。。低速时，，进气惯惯性小，，进气延延迟角应应减小；；高速时时，进气气惯性大大，进气气延迟角角应增大大；关键部件件：螺旋旋形花键键；凸轮轴通通过花键键与带轮轮内孔相相联，活活塞可控控制带轮轮的轴向向移动，，电磁阀阀通过凸凸轮轴中中间油孔孔控制活活塞移动动。五、气门门定时和和升程可可变进气气系统VTEC功用VTEC使配气正时和气气门升程根据发动机转转速变化作出出相应的实时时调整使气缸的充气量同时满足发动动机低转速和和高转速下的的不同需要从而提高了发发动机的动力性和经济济性。正时板辅助进气摇臂臂主进气摇臂凸轮轴中间进气摇臂臂进气门排气门广本雅阁VTEC结构图两个排气门由由单独的凸轮轮和摇臂驱动动；两个进气气门由单独的的不同升程和和相位角的主主、次凸轮和和主、次摇臂臂驱动，中间间凸轮升程最最大；三个摇摇臂靠气门一一侧有柱塞孔孔，孔中有机机油控制的滑滑动柱塞，受受ECU控制的电磁阀阀控制柱塞运运动；低速时时，电磁阀关关闭油道，柱柱塞不动，各各摇臂独自摆摆动；处于单单进双排状态态。高速时，电磁磁阀开启油道道，柱塞移动动，将三个摇摇臂联为一体体。由于中间凸轮轮升程大，因因此其他凸轮轮不起作用，，此时，主、、次气门开启启规律均由中中间凸轮决定定。处于双进进双排状态。。VTEC组成及工作原原理低转速下VTEC原理中间摇臂中间凸轮低转速下VTEC原理说明正时活塞无油油压作用同步活塞在图图示位置主、辅摇臂分分别由主、辅辅进气凸轮驱驱动主进气门按正正常的时间和和高度开启辅助进气门由由于辅助凸轮轮的高度小而而稍稍打开，，以防止燃油油积碳阻塞进进气口中间进气摇臂臂由中间凸轮轮驱动，但对对进气门的开开启无任何作作用进排气门重叠叠角和升程都都较小，满足足了低速工况况的需要高转速下VTEC原理高转速下VTEC原理说明ECM输出控制信号号，使VTEC电磁阀打开来自机油泵的的油压作用于于正时活塞，，使正时活塞塞和同步活塞塞右移同步活塞将3个摇臂连锁，，成为一体主、辅助进气气摇臂均由中中间凸轮驱动动，从而改变变了配气正时时增大了进排气气门重叠角和和升程，适应应了高速工况况的需要大众车系可变变气门正时机机构VVT丰田车系智能能可变气门正正时系统VVT-I配气相位变，，但配气相位位角不变，只只是时间平移移，但气门重重叠角改变；；气门升程不不变。原理：使进气气凸轮相对于于正常位置转转动一个角度度（正传或反反转）。作业3-5；3-7；简述VTEC工作原理9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。1月-231月-23Friday,January6,202310、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。01:49:3001:49:3001:491/6/20231:49:30AM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。1月-2301:49:3001:49Jan-2306-Jan-2312、故人江海海别，几度度隔山川。。。01:49:3001:49:3001:49Friday,January6,202313、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。1月-231月-2301:49:3001:49:30January6,202314、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。06一一月20231:49:30上午午01:49:301月-2315、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。一月231:49上上午1月-2301:49January6,202316、行动出成果果，工作出财财富。。2023/1/61:49:3001:49:3006January202317、做前前，能能够环环视四四周；；做时时，你你只能能或者者最好好沿着着以脚脚为起起点的的射线线向前前。。。1:49:30上上午1:49上上午午01:49:301月-239、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。1月-231月-23Friday,January6,202310、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。01:49:3001:49:3001:491/6/20231:49:30AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。1月月-2301:49:3001:49Jan-2306-Jan-2312、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。01:49:3001:49:3001:49Friday,January6,202313、不知香积寺寺，数里入云云峰。。1月-231月-2301:49:3001:49:30January6,202314、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。06一一月月20231:49:30上